[实用新型]薄膜太阳能电池的激光切割装置

说明书

技术领域

本实用新型是关于一种薄膜太阳能电池的激光切割装置，其能将探针扫描步阶量测(α-step)与激光切割装置整合，以应用于大面积薄膜太阳能电池面板激光制程后，可以即时且全区域进行深度剖面量测。

背景技术

一般薄膜太阳能电池，是以不同导电性质的P型(正型)、I型(本质)和N型(负型)半导体层接面作为光吸收及能量转换的主体结构；当太阳光照射在P/I/N接面，部分电子因而拥有足够的能量，离开原子而变成自由电子，失去电子的原子因而产生电洞，透过P型半导体层及N型半导体层分别吸引电洞与电子，把正电和负电分开，在接面外侧两端因而产生电位差，在导电层接上外部电路，使电子得以通过，并与在P/I/N接面另一端的电洞再次结合，电路中便产生电流，再经由导线传输至负载，所以在光照下，电池片能产生电能。

一般来说，薄膜太阳能电池制程中须透过适当的微加工(Micromachining)工具，达到更好的切割和边缘隔离(Edge Isolation)效果；传统上太阳能电池常用的切割方式是画线(Scribe)和裂片(Break)，利用V字形研磨刀具在电池片上画V形切口，再用人工把截面断开；但此方法只能画直线，而且减小了电池片的实际接触面积，浪费材料。

一般在边缘隔离作法上，是使用电浆蚀刻(Plasma Etching)的方法，也就是将中性气体(例如氧气)分裂成离子和电子，且须使用电压源(射频或微波)在材料表面产生电场；虽然电浆蚀刻的效果不错，设备价格也相对较低，但对人员的要求非常高，而且蚀刻加工会对电池片表面造成一定的损伤，若伤及P/N的接面，也将降低其有效面积。另一种边缘隔离的作法，是使用传统喷砂处理的方法，也就是要先使用遮罩(MASK)将不需要喷的地方遮蔽，以高速喷溅的粒子进行硅薄膜材料的去除，进而达到边缘隔离的效果，然而，这个方法会残留喷砂粉末，因此需要进行额外清洗的步骤；再者，喷砂过程所造成的机械应力对于太阳能电池的使用可靠度会产生不良的影响。

现有另一微加工工具，可达到更好的切割和边缘隔离效果，其是利用激光切割方式，令激光光束被聚焦到物件上，形成圆锥状的外形，使其能量能集中在很小的表面上，让物件吸收激光光束，待其能量加热材料直至材料熔化和汽化；激光的切割精度以及重复精度较高，切割速度亦相对较快，切割线很细也较光滑。

再者，现有薄膜太阳能电池的制程中，需经过三次激光切割，其制程步骤包括：第一步骤，先在玻璃或金属基板上生成一层透明导电层(Transparent conductive oxide，TCO)；第二步骤，利用激光将要留下凹槽的透明导电层剥除；第三步骤，则以溅镀或电浆辅助化学气相沉积法(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD)于透明导电层上镀硅薄膜；第四步骤，再用激光将要留下凹槽的硅薄膜剥除；第五步骤，进行金属镀膜；第六步骤，再用激光将要留下凹槽的金属镀膜剥除。

然而，于现有薄膜太阳能电池的激光切割制程后，需另外使用切割线量测装置，如：光学显微镜检视法、探针扫描步阶量测法以及电子显微镜检视法，然而，这些装置检测方式仍存在些许缺点，如：

1.光学显微镜检视法可看出切割线宽度，但不易看出其深度。

2.探针扫描步阶量测法仅能做局部量测，且需作后续试片处理，而操作上费时、较不精准以及易破片。

3.电子显微镜检视法亦仅能做局部量测，且检视过程需抽真空，使用的费用昂贵、操作费时也较易破片。

本设计人有鉴于现有薄膜太阳能电池的切割装置的缺失再予以研究改良，提供一种薄膜太阳能电池的激光切割装置，以期达到更佳实用价值性的目的。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种薄膜太阳能电池的激光切割装置，其能将探针扫描步阶量测与激光切割装置整合，以应用于大面积薄膜太阳能电池面板激光制程后，可以即时且全区域进行深度剖面量测。

为达本实用新型的薄膜太阳能电池的激光切割装置的目的与功效，本实用新型提出一种薄膜太阳能电池的激光切割装置，包括：一基座，该基座上端面设有一凹槽，该凹槽上设置一工作台，该基座上端面两侧边接设有一定位导向柱；至少一激光头，该激光头设置于该定位导向柱前端面，用以将激光光束射出至薄膜太阳能电池面板上的特定位置处，以进行切割；至少一探针扫描器，该探针扫描器设置于该定位导向柱前端面，位于该激光头的一侧边，于激光制程后用作深度剖面量测。